Dihanje Flashcards
Opišite ključne reakcije glikolize!
Glikoliza je razgradnja saharoze do piruvata, to se dogaja v citosolu. Za to reakcijo kisik ni potreben in je proces anaeroben.
-Pripravljalna
faza(investicija energije):
Fosforilacija glukoze s pomočjo heksokinaze- nastane glukoza-6-fosfat G6P
-Izomeracija G6P v fruktoza-6-fosfat F6P(iz aldoze v ketoze)
-Fosforilacija F6P, dobi še eno fosfatno skupino- F1, 6BP(fruktoza-1,6-bifosfat)
-**Cepitev **F1, 6BP v dve trioza fosfatni molekuli GA-3P in DHAP.
Samo GA-3P se nadalje uporablja zato se DHAP pretvori v GA-3P
(-Faza pridobivanja energije:
Oksidacija GA-3P-1,3-bisfosfoglicerat(1,3 BPG) + NADH
Fosfatna skupina iz 1,3BPG se z encimom fosfoglicerat kinazo prenese na ADP in nastane ATP, ostane 3-fosfoglicerat.
Fosfatna skupina se premakne iz 3. na 2.ogljik- 2-fosfoglicerat.
V procesu dehidracijske sinteze nastane fosfoenolpiruvat
Piruvat kinaza katalizira prenoz fosfatne skupine iz PEP na ADP- dobimo ATP)
Izkopiček glikolize:
-2ATP
-2NADPH
-2piruvata
Katere stopnje dihanja so lahko vir energije za rastline, kadar ni na voljo dovolj kisika in kakšen je njihov pomen za rastline?
Glikoliza je glavni proces, ki še vedo poteka, vendar pa nadaljni koraki celičnega dihanja niso možni. V tem primeru rastline uporabljajo fermentacijo za pridobivanje energije.
-Glikoliza pretvori eno molekulo glukoze v 2ATP in 2NADH- piruvat se mora pretvoriti v druge produkte, da se regenerira NAD+, ki je potreben za nadaljevanje glikolize.
-Ker piruvat ne more vstopiti v Krebsov cikel se fermentira v druge produkte, ker omogoča regeneracijo NAD+:
**Mlečnokislinska fermentacija **pretvori piruvat v mlečno kislino-proces je manj pogost pri rastlinah, a se lahko pojavi v določenih stresnih pogojih
Alkoholna fermentacija pretvori piruvat v etanol in ogljikov dioksid
Te procesi omogočajo rastlinam preživetje v anaerobnih pogojih, a niso dolgotrajna rešitev. Proizvedejo veliko manj ATP, lahko vodijo v toksičnost zaradi kopičenja etanola in mlečne kisline.
Kdaj, kje in kako poteka pentoze fosfatna pot metabolizma? Kakšen je njen pomen?
Alternativna pot metabolizma glukoze. Poteka ko celica potrebuje NADPH za reduktivne biosintezne reakcije kot je sinteza maščobnih kislin, ali ribozo-5-fosfat za sintezo nukleotidov in nukleinskih kislin.
Njen pomen je proizvodnja NADPH, ribozo-5-fosfat ter presnova fleksabilnosti.
PPP se aktivira tudi v pogojih povečanega oksidativnega stresa, saj NADPH pomaga pri regeneraciji glutationa, ki je pomemben antioksidant.
Poteka v** citoplazmi celic**, posebaj v aktivno v tkivih, kjer so velike potrebe po NADPH in riboza-5-fosfatu, v hitro rastočih tkivih.
Oksidativna faza:
-Okisidacija glukoza-6-fosfat v 6-fosfoglukonolakton
-Hidroliza v 6-fosfoglukonat
-Oksidativna dekarboksilacija v riboza-5-fosfat in NADPH
Neoksidativna faza:
-Izomeracija v ribuloza-5-fosfat
-Pretvorba v ksiloza-5-fosfat
-Pretvorba riboza-5-fosfat in ksiloza-5-fosfat v G3P in F6P, ki lahko vstopa v glikolizo.
Katere so posebnosti citratnega cikla-Krebsovega cikla-TCA cikla pri rastlinah?
Pri rastlinah poteka veliko reakcij za regeneracijo intermediatov citratnega cikla, kar je pomembno za vzdrževanje njihovih koncentracij.
Imajo dve različni izocitrat dehidrogenaze- mitohondirjsko (NAD-odvisno) in citoplazemsko(NADP-odvisno).
Citratni cikel je povezan s fotosintezo, zlasti v kontekstu porabe in proizvodnje redukcijski molekul kot je NADPH.
Povezan je tudi s fosforespiracijo- pretvorba glicina v serin vključuje intermediate citratnega cikla.
Katere so posebnosti oksidativne fosforilacije oksidacije v dihalni verigi elektronskega transporta verige pri rastlinah?
Prisotnost alternativne oksidaze, ki omogočajo, da elektroni preidejo iz ubikinola neprosredno na kisik- ta pot proizvaja toploto namesto ATP, ker je koristno za nekatere rastline, ki proizvajajo toploto za npr. volatilzacijo dišav, pomaga zmanjševati nastajanje ROS v stresnih pogojih
Primerjaj E izkoristek dihanja in vrenja?
Dihanje: 36-38 ATP na molekulo glukoze
Vrenje: 2 ATP na molekulo glukoze
Kakšen je izkoristek dihanja?
Skupno teoretično 36-38 ATP
Dejanski izkoristek je pogosto nižji od teoretičnega zaradi razlogov kot je nesprecifično uhajanje protonov, uporaba protonskega gradienta za druge namen, del energije se sprosti kot toplota, prisotnost alternativne oksidaze.
Kako se Cianidno rezistentno dihanje razlikuje od običajnega dihanja? Kakšen je pomen cianidno rezistente respiracije za rastline?
Pri cianidno rezistentnem dihanju elektroni iz ubikinola prehajajo na alternativno oksidazo namesto naprej po ve rigi. Alternativna oksidaza ne črpa protonov, kar pomeni, da se ne ustvarja dodaten protonski gradient, sinteza ATP je nižja. Kisik se reducira neposredno na alternativni oksidazi, kar omogoča nadaljevanje dihanja tudi v prisotnosti cianida ali drugih inhibiterjev kompleksa 4 elektronske transportne verige. Aletrenativna oksidaza zagotavlja tudi večjo zaščito pred oksidativnim stresom in prispeva k termogenezi pri nekaterih rastlinah.
Dihanje je večinoma omejeneo na sproščanje E in nastanek ATP. Ali ima še kakšno drugo vlogo v metabolizmu?
Intermediati citratnega cikla se lahko izločijo in uporabijo v biosinteznih poteh za sintezo aminokislin, nukelotidov, lipidov in drugih pomembnih molekul.
Dihanje omogoča porabo preseženih sladkorjev, ki nastajajo med fotosintezo, s čimer pomaga uravnavati koncentracijo sladkorjev v celici. Intermediati dihanje s prav tako uporabijo za sintezo rezervnih polisaharidov in mobilizacijo le teh.
Intermediati so ključni za asimilacijo amonijaka in sintezo glutamata.
Pomaga uravnavati razmerje NADPH/NADH, ki je pomembno za številne biosintezne in obrambne procese.
Intermediati dihanja in spremembe v energijskem stanju celice lahko služijo kot signal za uravnavanje celičnih procesov, kot so rast, delitev in odziv na stres.
Kako poteka mobilizacija rezervnih maščob v semenih?
Rezervne maščobe so shranjenje v olesomih-organeli, ki shranjujejo lipide, imajo membrano iz samo ene plasti membranskih fosfolipidov.
Založni lipidi se najprej hibrolizirajo do prostih maščobnih kislin in glicerola z encimom lipazo.
Proste maščobne kisline nato preidejo v drug organel- glioksisom. Pri prenosu dolgih maščobnih kislin čez membrane pogosto sodeluje karnitin.
Tu po reakciji s koencimom A vstopajao v cikel beta-oksidacije maščobnih kislin, v katerem se C-skelet postopno razgradi na več molekul acetil-CoA. Pri tem nastajata tudi FADH2 in NADH.
Ta vstopa v glioksilatni cikel(ali citratni), kjer v reakciji z oksalacetatom nastaja citrat.
Ta se preko izocitrata prevaja v sukcinat in glikolat.
Glikolat služi za regeneracijo oksalacetat, sukcinat pa se transportira v mitohondij kjer vstopa v Krebsov cikel in se pretvarja v malat.
Malat potuje v citosol, kjer se pretvori v fosfoenolpiruvat in sodeluje pri glukoneogenezi.
Olja so pogosta založna substanca v semenih. Kakšno prednost ponujajo semenom? Kako jih rastlina vključi v metabolizem?
V metabolizem jih rastlina vključi v glioksilatnim ciklom v glioksisomih.
Olja vsebujejo več energije na enoto mase v primerjavi z OH in beljakovinami, to omogoča shranjevanje velike količine energije v razmeroma majhnem prostoru, kar je učinkovito za semena, ki morajo biti majhna in lahka za razširjanje.
Olja so dokaj kemično stabilna, kar omogoča dolgotrajno shranjevanje. Niso občutljiva na izgubo vode, kar je pomemebno za semena, ki morajo preživeti v sušnih pogojih.
Olja se lahko hitro mobilizirajo in pretvorijo v OH, ki so potrebni za rast in razvoj kalčka.
